pdf 6_1_2003 - Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria

pdf 6_1_2003 - Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria

TI
SCIEN
RUM
NO
UM POLO
AR
ACTA
Technologia Alimentaria 2(1) 2003, 63-74
ZIARNO JĘCZMIENIA NAGIEGO ODMIANY ‘RASTIK’
JAKO SUROWIEC DO PRODUKCJI SŁODÓW TYPU
PILZNEŃSKIEGO*
Józef Błażewicz, Marek Liszewski
Streszczenie. Stwierdzono, że zwiększanie nawożenia jęczmienia odmiany ‘Rastik’ z 25
do 100 kg N/ha powoduje zwyżkę plonów, ale przekroczenie dawki 50 kg N/ha zmniejsza
udział ziarna celnego w plonie. Słody charakteryzują się poprawną ekstraktywnością i siłą
diastatyczną a brzeczki dobrą lepkością, przy zbyt małej liczbie Kolbacha i nieodpowiednim stopniu ostatecznego odfermentowania.
Słowa kluczowe: nawożenie azotem, jęczmień, ziarno, słód, brzeczka
WSTĘP
Często piwo cenione przez konsumentów za bardzo dobre walory smakowe i umiarkowaną cenę może być otrzymywane z dodatkiem różnych surowców niesłodowanych,
np. sacharozy, grysu kukurydzianego lub ziarna jęczmienia, czy syropów skrobiowych
[Błażewicz i Musiał 2002]. O wyborze piwa przez konsumenta coraz częściej decydują
nie jego walory organoleptyczne (są one coraz bardziej podobne w każdej grupie piw),
ale cena produktu wynikająca często z mniejszych kosztów produkcji brzeczki słodowej. Wydaje się, że w Polsce, podobnie jak i w innych krajach, koniecznością stanie się
poszukiwanie nowych surowców do produkcji piw specjalnych. Poszukiwanie nowych
surowców piwowarskich jest realizowane między innymi przez pracowników Katedry
Technologii Rolnej i Przechowalnictwa Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Prace są
prowadzone w kierunkach: wykorzystania w piwowarstwie ziarna pszenżyta [Błażewicz
1993, Foszczyńska 1997], ziarna jęczmienia ozimego [Jurek i in. 2001] syropów skrobiowych pozyskiwanych ze skrobi pszennej [Błażewicz i Musiał 2001, 2002]. Jedną
z ciekawszych, z teoretycznego punktu widzenia, jest próba użycia ziarna jęczmienia
nagiego odmiany ‘Rastik’ do otrzymywania słodów typu pilzneńskiego. Jest to nowa
odmiana jęczmienia jarego, której ziarno jest w naturalny sposób pozbawiane plewki,
*
Praca wykonana w ramach projektu badawczego nr 5 PO6B 046 19 finansowanego przez
KBN.
64
J. Błażewicz, M. Liszewski
przez co upodabnia się do ziarna nieoplewionego, takiego jak ziarno pszenicy czy
pszenżyta. Odmianę ‘Rastik’ wprowadzono do doboru roślin uprawnych w 1999 roku.
Ocena przydatności ziarna tej odmiany do konsumpcji jest od 2000 roku przedmiotem
badań prowadzonych przez pracowników Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin [Liszewski i Szybiga 2002] oraz Zakładu Technologii Zbóż Akademii Rolniczej we Wrocławiu [Spychaj i in. 2002]. Wstępne badania, przeprowadzone na materiale pochodzącym z sezonu wegetacyjnego 2000, wykazały, że jest to interesujący surowiec słodowniczy. Z tego powodu ziarno jęczmienia odmiany ‘Rastik’ z uprawy w sezonie wegetacyjnym 2001 użyto do otrzymania słodów typu pilzneńskiego. Ziarno, słody i brzeczki
laboratoryjne poddano ocenie technologicznej oraz punktowej ocenie przydatności
słodowniczej [Molina-Cano 1987].
Celem pracy była próba określenia przydatności słodowniczej ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ do otrzymywania słodów typu pilzneńskiego.
MATERIAŁ I METODYKA BADAŃ
Doświadczenie przeprowadzono w 2001 roku na polu doświadczalnym Katedry
Szczegółowej Uprawy Roślin Akademii Rolniczej we Wrocławiu w RZD Pawłowice.
Doświadczenie polowe założono metodą losowanych bloków, jako dwuczynnikowe,
w czterech powtórzeniach. Czynnikiem pierwszym było zróżnicowane nawożenie azotem 0, 25, 50, 75 (50+25), 100 (50+50), 100 (75+25), 125 (100+25) kg/ha. Czynnikiem
drugim były odmiany jęczmienia jarego: ‘Rastik’ (nieoplewiona) i ‘Rataj’ (oplewiona).
Nawożenie azotem zostało wykonane przedsiewnie, natomiast w wypadku dawek dzielonych drugą ich część zastosowano w fazie strzelania w źdźbło jęczmienia. Azot podany został w postaci 34-procentowej saletry amonowej. Uprawa roli pod jęczmień jary
nie odbiegała od zasad prawidłowej agrotechniki. Wiosną zastosowano nawożenie fosforem i potasem: 80 kg/ha P2O5 i 100 kg/ha K2O. Fosfor i potas dostarczono do gleby
w formie superfosfatu granulowanego oraz w postaci 60-procentowej soli potasowej.
Nawożenie azotem wykonano zgodnie ze schematem doświadczenia.
Ziarno jęczmienia wysiano siewnikiem poletkowym, 3 mln ziaren na hektar odmiany ‘Rataj’ oraz 4 mln ziaren na hektar odmiany ‘Rastik’. Do siewu użyto ziarna zaprawianego preparatem Premis Universal 250 FS. Zastosowano 12,5-centymetrową rozstawę rzędów i 3-centymetrową głębokość przykrycia ziarna. Siew jęczmienia jarego
został wykonany 04.04.2001 roku, w terminie optymalnym dla Dolnego Śląska.
W okresie krzewienia się jęczmienia zastosowano herbicydy Granstar 75 WG (8 g/ha)
i Compete 240 EC (0,06 l/ha). W celu zwalczenia chorób grzybowych użyto preparatu
Tilt Plus 400 EC w dawce 1 l/ha. Na początku kłoszenia się jęczmienia zastosowano
retardant Cerone 480 SL (0,75 l/ha). Jęczmień jary zebrano kombajnem poletkowym
w dojrzałości pełnej 30.07.2001 roku.
Na 10 roślinach z każdego poletka, przed zbiorem, określono liczbę kłosów produktywnych, masę ziarna z kłosa i liczbę ziarniaków w kłosie. Istotność zróżnicowania
elementów struktury plonów i samych plonów ziarna określona została statystycznie za
pomocą analizy wariancji, uwzględniając test t-Studenta, przy współczynniku ufności
0,05. Parametry jakościowe ziarna określono poprzez oznaczenie celności, energii kiełkowania metodą Schönfelda oraz obliczenie plonu ziarna o grubości ponad 2,5 mm.
Słodowanie przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych w Zakładzie Technologii
Acta Sci. Pol.
Ziarno jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ...
65
Fermentacji, stosując warunki moczenia, roszczenia i suszenia słodów takie jak przy
otrzymywaniu słodów typu pilzneńskiego. Do moczenia przygotowano próbki ziarna
jęczmienia o masie 250 g. Moczenie i słodowanie ziarna przeprowadzono w perforowanych woreczkach foliowych w szafie klimatyzacyjnej, utrzymując temperaturę w granicach 15-16°C. Cykl moczenia ziarna trwał 48 h. Ziarno przetrzymywano w wodzie i w
atmosferze powietrza według następującego schematu (w – woda, p – atmosfera powietrza): 8 h – w, 11 h – p, 5 h – w, 8 h – p, 11 h – w, 5 h – p.
W wyniku moczenia uzyskiwano zakładaną wilgotność końcową ziarna, wynoszącą
45%. Czas słodowania liczony był od momentu zakończenia cyklu moczenia i trwał
7 dni. W trakcie słodowania ziarno było ważone i mieszane 2 razy na dobę. Ubytki
uzupełniano wodą destylowaną. Po zakończeniu roszczenia próby słodów suszono
w suszarce laboratoryjnej z nawiewem, stosując następujące temperatury: 10 h – 30°C,
5 h – 40°C, 3 h – 50°C, 3 h – 65°C, 2 h – 82°C.
Suchy słód, po uprzednim ręcznym odkiełkowaniu na sitach, umieszczano w szklanych słojach z doszlifowanym korkiem. W słodach oznaczono siłę diastatyczną metodą
Windischa-Kolbacha oraz zawartość białka metodą Kjeldahla, obliczono ekstraktywność i liczbę Kolbacha. W brzeczkach laboratoryjnych oznaczono: czas spływu, objętość, barwę, lepkość z użyciem wiskozymetru Höplera, ekstrakt metodą piknometryczną, zawartość azotu metodą Kjeldahla oraz stopień ostatecznego odfermentowania
[Analytica EBC 1998]. Oznaczenia przeprowadzono w trzech powtórzeniach. Ziarno
jęczmienia jarego odmian ‘Rastik’ i ‘Rataj’ oceniono według punktowej skali opracowanej przez Molina-Cano.
W pracy zamiast analizy statystycznej cech technologicznych ziarna, słodów i brzeczek zastosowano punktową ocenę przydatności słodowniczej ziarna wg Molina-Cano,
pozwalającą na tym etapie badań określić w sposób bardziej jednoznaczny wartość
słodowniczą surowca [Molina-Cano 1987]. W pracy celowo zrezygnowano z przedstawiania danych dotyczących ziarna jęczmienia oplewionego odmiany ‘Rataj’. Parametry
słodów oraz brzeczek laboratoryjnych uzyskanych z ziarna tej typowo paszowej odmiany jęczmienia były (zgodnie z oczekiwaniami) poniżej wymogów normatywnych charakteryzujących ziarno jęczmienia browarnego, co wykazała ocena wg Molina-Cano
(tab. 6).
OMÓWIENIE I DYSKUSJA WYNIKÓW
Charakterystyka sezonu wegetacyjnego 2001
W sezonie wegetacyjnym 2001 zanotowane w kwietniu, maju i lipcu temperatury
powietrza nie odbiegały znacząco od średnich wieloletnich temperatur dla tych miesięcy
(tab. 1). Sumy opadów w kwietniu i czerwcu były zbliżone do średnich sum wieloletnich. Suma opadów w maju była niższa o 24,2 mm od średniej wieloletniej. W czerwcu
nastąpiła poprawa uwilgotnienia gleby, średnia suma opadów przekroczyła nawet o 3,1
mm średnią sumę opadów z wielolecia. W lipcu wystąpiły obfite i ulewne deszcze.
Suma opadów w tym miesiącu przekroczyła aż o 83,4 mm średnią wieloletnią.
Warunki pogodowe wczesną wiosną sprzyjały uzyskaniu dobrych wschodów
jęczmienia. Listnienie przebiegało w warunkach małej ilości opadów i w temperaturze
znacznie wyższej od pożądanej. Takie warunki umożliwiły roślinom przygotowanie się
Technologia Alimentaria 2(1) 2003
J. Błażewicz, M. Liszewski
66
Tabela 1. Warunki meteorologiczne w roku 2001 wg obserwacji stacji meteorologicznej w Pawłowicach k. Wrocławia
Table 1. Weather conditions in 2001 (for the Agricultural Experimental Station of Pawłowice
near Wrocław)
Miesiąc – Months
III
IV
V
VI
VII
VIII
Temperatura, °C – Temperature, °C
Dekada – Decade
I
II
III
2,6
6,0
2,9
10,0
4,6
10,9
14,6
14,3
13,1
11,8
15,1
15,8
19,0
18,6
18,7
18,1
20,1
18,7
Średnie miesięczne
Means for months
3,8
8,5
14,0
14,2
18,8
19,0
Średnie za lata 1971-2000
Means for years 1971-2000
3,7
8,1
13,9
16,7
18,5
17,7
Opady, mm – Rainfall, mm
9,2
28,9
6,8
16,3
6,9
8,0
3,1
12,8
9,8
35,1
13,8
19,1
33,5
45,4
79,9
40,1
0,0
22,3
Średnie miesięczne
Means for months
44,9
31,2
25,7
68,0
158,8
69,4
Średnie za lata 1971-2000
Means for years 1971-2000
33,2
31,9
49,9
64,9
75,4
63,5
I
II
III
do suszy w okresie największego zapotrzebowania na wodę, poprzez możliwość pobierania jej z głębszych warstw gleby. Umiarkowane opady w okresie listnienia sprzyjają
wytworzeniu silnego i głęboko sięgającego systemu korzeniowego oraz późniejszemu
rozkrzewieniu się roślin, co zwiększa ich wytrzymałość na suszę [Słaboński 1985].
Podczas krzewienia i strzelania w źdźbło sumy opadów nie zaspakajały potrzeb wodnych jęczmienia (majowa susza), co było nawet przyczyną zahamowania wegetacji.
Fazy kłoszenia i kwitnienia jęczmień osiągnął na początku czerwca. Wówczas nastąpiła
poprawa uwilgotnienia gleby po obfitych deszczach. Wysokie sumy opadów w lipcu w
okresie wypełniania i dojrzewania ziarna sprzyjały wykształceniu dorodnego ziarna.
Odmiana ‘Rastik’ osiągnęła dojrzałość pełną po 114 dniach wegetacji.
Nawożenie azotem a plonowanie jęczmienia
Dane w tabeli 2 przedstawiają wpływ nawożenia azotem na krzewienie produkcyjne
roślin, liczbę ziarniaków w kłosie i masę ziarna z kłosa. Są to cechy od których w dużej
mierze zależy plon ziarna [Słaboński 1985]. Nawożenie azotem wpłynęło istotnie na
wzrost krzewienia produkcyjnego jęczmienia, niezależnie od odmiany. Najmniejszą
liczbę kłosów na 1 m2 stwierdzono na poletku nienawożonym azotem (446 szt/m2).
Nawożenie azotem w dawce 75 (50+25) kg N/ha spowodowało zwiększenie liczby
kłosów, nawet o 175 kłosów na metr kwadratowy, w porównaniu z obiektem
kontrolnym (bez nawożenia azotem).
Acta Sci. Pol.
Ziarno jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ...
67
Tabela 2. Cechy struktury plonu jęczmienia jarego
Table 2. Components of spring barley yield structure
Nawożenie N
Doses N
kg/ha
0
25
50
75 (50+25)
100 (50+50)
100 (75+25)
125 (75+25)
Odmiana
Cultivar
Liczba kłosów pro- Liczba ziarniaków w kłosie
duktywnych z 1m2
Number of productive
Number of
ears per m2
grains per ear
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
Rastik
Rataj
NIR (a = 0,05)
dla współdziałania nawożenie x odmiany
LSD (a = 0.05)
for interaction fertilization x
cultivars
Masa ziarna
z kłosa
Weight of grains
per ear
g
Plon ziarna
Grain yield
t/ha
397
495
501
568
529
629
540
710
519
543
494
533
556
552
r.n.*
22
23
21
23
21
23
19
21
21
24
22
23
18
22
r.n.
1,10
1,11
1,03
1,09
0,98
1,01
0,81
0,93
0,80
0,93
1,02
0,99
0,80
0,95
r.n.
4,15
5,27
4,71
5,98
4,88
6,13
4,85
6,25
5,08
5,94
5,44
6,38
5,10
6,38
r.n.
n.s.*
n.s.
n.s.
n.s.
Średnie dla czynników – Means for variables
0
25
50
75 (50+25)
100 (50+50)
100 (75+25)
125 (100+25)
NIR (a = 0,05)
LSD (a = 0.05)
446
535
579
621
531
514
554
68,4
23
22
22
20
22
22
20
1,7
1,10
1,06
0,99
0,87
0,86
1,00
0,87
0,14
4,71
5,34
5,50
5,55
5,51
5,91
5,74
0,35
Rastik
Rataj
506
576
21
23
0,94
1,00
4,88
6,05
r.n.
0,19
NIR (a = 0,05)
LSD (a = 0.05)
36,5
0,9
*r.n. – różnica nieistotna, n = 4.
*n.s. – not significant difference, n = 4.
Efektywność nawożenia azotem zależy od opadów, zasobności gleby w składniki
pokarmowe oraz od odmiany. Czynniki te mogą wpłynąć na elementy struktury plonu
niezależnie od zastosowanej dawki [Słaboński 1985]. Największą liczbę ziaren w kłosie
uzyskano z roślin na poletku nienawożonym azotem (23 szt.). Nawożenie azotem wpłynęło na zmniejszenie liczby ziaren w kłosie, nawet o 3 sztuki.
Technologia Alimentaria 2(1) 2003
68
J. Błażewicz, M. Liszewski
Masa ziarna z kłosa była największa z roślin nienawożonych azotem. Wyższe dawki
azotu wpłynęły na wzrost krzewienia produkcyjnego, co spowodowało konieczność
odżywiania przez roślinę większej liczby ziarniaków. Masa ziarna z kłosa po zastosowaniu wyższych dawek azotu była niższa. Nawożenie azotem wpływa na wzrost masy
ziarna z kłosa, jeśli w okresie wegetacji występują niedobory wody. Gdy opady w tym
czasie są obfite i równomiernie rozłożone, uzyskuje się większą liczbę kłosów na 1 m2,
a jednocześnie mniejszą masę ziarna z kłosa [Fatyga i in. 1995].
W doświadczeniu zastosowano nawożenie azotem w dawkach od 25 do 125 kg
N/ha. Dawki powyżej 50 kg N/ha dzielono w celu zmniejszenia niebezpieczeństwa
wylegania roślin [Słaboński 1985]. Reakcja jęczmienia na zwiększające się dawki azotu
polegała na zwiększaniu liczby kłosów na metrze kwadratowym, co połączone było
z jednoczesnym zmniejszeniem liczby ziarniaków i masy ziarna z kłosa. Zwiększanie
plonu ziarna pod wpływem nawożenia azotem było efektem zwiększenia liczby kłosów
na metrze kwadratowym.
Z rolniczego punktu widzenia najważniejszy jest plon ziarna. Z zestawienia danych
wynika, że zastosowanie nawożenia azotem w dawce 100 (75+25) N/ha spowodowało
maksymalny wzrost plonu o 1,2 t/ha w porównaniu z obiektem kontrolnym.
Cechy technologiczne słodów i brzeczek uzyskanych z ziarna jęczmienia nagiego
W trakcie oceny przydatności słodowniczej ziarna jęczmienia jednym z podstawowych parametrów opisujących masę zbożową jest celność ziarna, która jest procentowym udziałem ziarna o grubości większej niż 2,5 mm. Z całej masy zbożowej tylko
frakcja ziarna o grubości ponad 2,5 mm nadaje się do produkcji słodu [Kunze 1999].
Celność ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ zmieniała się znacząco w miarę
wzrostu nawożenia azotem, osiągając wartości w zakresie 74-75% po zastosowaniu
niskich niedzielonych dawek azotu (25 i 50 kg N/ha) oraz wartości w zakresie od 6367% po zastosowaniu większych, dzielonych dawek azotu: 75 (50+25), 100 (50+50),
100 (75+25), 125 (100+25) kg N/ha.
Uwzględniając wymagania słodowników [Kunze 1999] należy plon ziarna pomniejszyć o masę ziarna o grubości poniżej 2,5 mm, traktowaną w słodowni jako poślad
nadający się wyłącznie do celów paszowych. Z takiego zestawienia danych wynika, że
plon ziarna o grubości powyżej 2,5 mm uzyskany w tym doświadczeniu był największy
po zastosowaniu nawożenia 25 i 50 kg N/ha. Zwiększanie dawki azotu powyżej 50 kg,
do 75 (50+25) oraz 100 (50+50) kg N/ha, powodowało zmniejszenie masy ziarna dorodnego do 3,18-3,21 t/ha. Dopiero zastosowanie dawki 100 (75+25) oraz 125 (100+25)
kg N/ha powodowało zwiększenie ilości ziarna dorodnego do poziomu 3,38-3,63 t/ha.
Stwierdzono, że zwiększanie dawki azotu powyżej 50 kg N/ha powodowało przyrost
tylko ziarna pośledniego, które stanowiło ponad 30% plonu. Zastosowanie 50 kg N/ha
spowodowało uzyskanie plonu ziarna w ilości 4,88 t/ha, co daje masę ziarna o grubości
ponad 2,5 mm w ilości 3,64 t/ha. Zastosowanie dawki azotu 100 (50+50) kg N/ha
zwiększyło plon do 5,08 t/ha, zmniejszając jednocześnie masę ziarna o grubości ponad
2,5 mm do poziomu 3,21 t/ha. W związku z takimi zależnościami, uprawiając jęczmień
do celów browarnych należy uwzględniać w plonowaniu głównie masę ziarna nadającą
się do przerobu w słodowni. Nawożenie azotem może zwiększać w plonie udział ziaren
słabiej wykształconych lub nawet nieprzydatnych w słodownictwie, na przykład z powodu niedostatecznego wypełnienia ziarniaków skrobią.
Acta Sci. Pol.
Ziarno jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ...
69
Zestawione w tabeli 3 wartości charakteryzują ziarno o grubości powyżej 2,5 mm.
W trakcie przygotowywania prób ziarna do oceny technologicznej oddzielono na sitach
Vogla poślad. Stwierdzono, że pomimo odrzucenia pośladu, ziarno dorodne, w miarę
zwiększania dawek azotu i ich dzielenia, charakteryzuje się zmniejszoną zawartością
skrobi. Ta cecha może wpływać negatywnie na wartość technologiczną ziarna. Energia
kiełkowania ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ze słodowniczego punktu
widzenia jest nie do przyjęcia. Energia kiełkowania ziarna wynosząca 90,1-95,6% może
być spowodowana częściowym uszkodzeniem lub wybijaniem zarodków.
Tabela 3. Wpływ nawożenia azotem na wybrane cechy ziarna jęczmienia jarego odmiany ‘Rastik’
Table 3. The effect of nitrogen fertilization on chosen brewing features of spring barley grain of
‘Rastik’ cultivar
Poziomy nawożenia azotem
Doses N
kg/ha
Celność ziarna
Grain filling
%
Skrobia,
% s.s.
Starch,
% d.m.
Energia kiełkowania
po120 godz.
Germination energy
after 120 hours
%
Plon ziarna o grubości
ponad 2,5 mm
Yield of grain of thickness over 2.5 mm
t/ha
0
73,2
67,0
91,2
3,04
25
74,2
67,8
90,1
3,50
50
74,5
67,4
92,9
3,64
75 (50+25)
65,5
67,2
95,6
3,18
100 (50+50)
63,2
67,6
93,4
3,21
100 (75+25)
66,8
67,1
93,0
3,63
125 (100+25)
66,2
66,7
94,3
3,38
W tabeli 4 zestawiono wybrane wyniki dotyczące wpływu nawożenia azotem na
wybrane cechy słodów uzyskanych z ziarna jęczmienia odmiany ‘Rastik’. Zawartość
białka ogółem w słodach typu pilzneńskiego wyprodukowanych z ziarna jęczmienia
nagiego jest zbyt duża. Biorąc jednak pod uwagę poziom nawożenia azotem należało
się spodziewać większej zawartości białka w słodzie.
Tabela 4. Wpływ nawożenia azotem na wybrane cechy słodów uzyskanych z ziarna jęczmienia
jarego odmiany ‘Rastik’
Table 4. Effect of nitrogen fertilization on chosen properties of malts obtained from spring barley
grain of ‘Rastik’ cultivar
Poziomy nawożenia azotem
Doses N
kg/ha
Białko ogółem,
% s.s.
Total protein,
% d.m.
Liczba
Kolbacha
Kolbach Index
%
0
12,3
36,6
220
81,9
25
12,5
34,0
280
82,2
50
13,0
32,8
240
83,9
75 (50+25)
13,0
32,8
240
81,5
100 (50+50)
13,0
35,3
300
80,5
100 (75+25)
13,3
33,6
240
82,1
125 (100+25)
14,5
31,1
300
80,9
Technologia Alimentaria 2(1) 2003
Siła diastatyczna,
j.W-K
Diastatic Power,
u.W-K
Ekstraktywność słodu,
% s.s.
Malt extractivity,
% d.m.
70
J. Błażewicz, M. Liszewski
Liczba Kolbacha jest miarą rozluźnienia proteolitycznego słodów [Kunze 1999],
wpływa w 10% na kompleksową wartość Q w ocenie wg Molina-Cano. Wg Molina-Cano liczba Kolbacha powinna mieścić się w przedziale od 36,3 do ponad 43,8%.
Liczba Kolbacha słodów uzyskanych z ziarna odmiany ‘Rastik’ jest dowodem niskiej
aktywności enzymów proteolitycznych uzyskanych słodów. Wartości liczby Kolbacha
w zakresie 31,1-36,6% wskazują, że być może z powodu braku oplewienia proces pobierania wody przez ziarno i aktywizacja różnych grup enzymów przebiega inaczej niż
w ziarnie oplewionym. Siła diastatyczna w słodach typu pilzneńskiego wynosi zwykle
240-260 j.WK i jest traktowana jako wskaźnik sumarycznej aktywności α- i β-amylaz
[Brudzyński i Rogiński 1969, Kunze 1999]. Siła diastatyczna określona w słodach wyprodukowanych z ziarna odmiany ‘Rastik’ pochodzącego z różnych obiektów wykazuje
duże zróżnicowanie. Mieści się w granicach wymaganych dla słodów typu pilzneńskiego (240-300 j.WK), mimo gorszej energii kiełkowania ziarna. Czas scukrzania zacierów
otrzymanych ze słodów z ziarna odmiany ‘Rastik’ wynosił 10-15 minut.
Jednym z ważniejszych wyróżników użytkowych słodu jest ekstraktywność. Ma ona
znaczenie ekonomiczne, gdyż jest główną podstawą określenia przydatności danej odmiany jęczmienia do produkcji słodów browarnych [Molina-Cano 1987]. Słód dobrej
jakości powinien charakteryzować się ekstraktywnością nie mniejszą niż 79,5% [Kunze
1999]. W ocenie wg Molina-Cano od ekstraktywności zależy aż 45% punktów wartości
browarnej ziarna. Ekstraktywność słodów jęczmiennych zależy często od zawartości
białka. Według niektórych autorów [Klockiewicz-Kamińska 1998] wzrost zawartości
białka ogółem w słodzie o 1% powoduje zmniejszenie zawartości ekstraktu o 0,6%.
Porównując zawartość białka ogółem w słodach uzyskanych z ziarna odmiany ‘Rastik’
z ich ekstraktywnością (tab. 4) można zauważyć, iż nie występuje tutaj tak wyraźna
zależność jak w typowych słodach. Ekstraktywność słodów w zakresie 80,5-83,9%
świadczy o bardzo dobrej wydajności ekstraktu ze słodów uzyskanych z ziarna nieoplewionego. Fakt ten można tłumaczyć brakiem łuski, która u odmian oplewionych
stanowi średnio 9-12% masy ziarniaka [Słaboński 1985].
Czas spływu brzeczki to wyrażony w minutach czas potrzebny do całkowitego przesączenia zacieru. Brzeczki uzyskane ze słodów wyprodukowanych z ziarna jęczmienia
odmiany ‘Rastik’ w większości obiektów cechował czas spływu charakterystyczny dla
brzeczek „powolnych”. Pomimo dużej zawartości białka, w słodzie nie zaobserwowano
zależności pomiędzy poziomem nawożenia lub zawartością białka a szybkością sączenia brzeczki. Z podobnymi problemami spotykają się autorzy określający przydatność
ziarna pszenżyta do celów browarniczych [Antkiewicz 1988, Foszczyńska 1997, Creydt
i in. 1999]. Wydłużanie czasu filtracji może być spowodowane brakiem łuski lub
zwiększoną zawartością polisacharydów nieskrobiowych w ziarnie tej nowej odmiany.
Objętość brzeczek, które przefiltrowały się do końca w czasie do 120 minut wynosiła od
300 do 330 cm3. Barwa brzeczek wynosiła od 3,7 do 4,3 j.EBC. Lepkość jest parametrem określającym filtrację i klarowanie brzeczek. Często jej wartość zależy od zawartości beta-glukanów [Kunze 1999]. Lepkość można traktować także jako miernik rozluźnienia skrobiowego, wskazującego jakie zmiany wywołały enzymy cytolityczne
i amylolityczne podczas słodowania i zacierania [Analytica – EBC 1998, Kunze 1999].
Lepkość brzeczek laboratoryjnych powinna zawierać się w przedziale 1,51-1,63 mPa.s.
Pod względem tej cechy wszystkie brzeczki spełniały ten wymóg. Porównując uzyskane wyniki z wartościami lepkości brzeczek pszenżytnich trudno doszukać się analogii. Brzeczki pszenżytnie cechuje duża lepkość związana z obecnością pentozanów
Acta Sci. Pol.
Ziarno jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ...
71
Tabela 5. Wpływ nawożenia azotem na wybrane cechy brzeczek uzyskanych ze słodów wyprodukowanych z ziarna jęczmienia jarego odmiany ‘Rastik’
Table 5. Effect of nitrogen fertilization on chosen properties of worts obtained from malts produced from spring barley grain of ‘Rastik’ cultivar
Poziomy nawożenia azotem
Doses N
kg/ha
Czas
spływu
Flow time
min
Objętość
brzeczki
Wort volume
cm3
Barwa
brzeczki,
j.EBC
Wort colour,
EBC units
Lepkość
brzeczki
Wort
viscosity
mPa.s
Ekstrakt
Extract
%
Stopień ostatecznego odfermentowania
Apparent final
attenuation
%
0
>120
190
4,2
1,55
8,86
73,1
25
120
310
4,2
1,52
8,90
71,6
50
120
300
4,2
1,52
9,08
73,1
75 (50+25)
120
305
3,9
1,51
8,85
73,5
100 (50+50)
>120
270
3,7
1,51
8,73
73,3
100 (75+25)
120
300
3,9
1,51
8,85
73,1
125 (100+25)
75
330
4,3
1,38
8,75
78,2
utrudniających filtrację [Błażewicz 1993, Foszczyńska 1997]. Wydaje się, że słody
wyprodukowane z ziarna jęczmienia odmiany nieoplewionej stanowią atrakcyjniejszy
surowiec niż słody pszenżytnie. Zawartość ekstraktu w brzeczkach uzyskanych ze słodów wyprodukowanych z ziarna jęczmienia odmiany ‘Rastik’ jest duża i mieści się
w przedziale 8,73-9,08% wag. Stopień ostatecznego odfermentowania brzeczki kongresowej powinien wynosić wg Molina-Cano minimum 78,8%. Bardzo niski stopień ostatecznego odfermentowania, w przedziale 71,6-78,2%, wskazuje na zbyt małe zdolności
fermentacyjne brzeczek, niezależnie od poziomu nawożenia roślin azotem. Na tym
etapie badań trudno jednoznacznie określić przyczyny takiego stanu.
W tabeli 6 zestawiono wyniki klasyfikacji jakościowej ziarna jęczmienia nieoplewionego odmiany ‘Rastik’ oraz oplewionego odmiany ‘Rataj’, przeprowadzonej według
zasad Molina-Cano. Sumaryczna ocena wartości słodowniczej ziarna jęczmienia wg
Molina-Cano pozwala zaliczyć odmianę ‘Rastik’ do odmian browarnych, a odmianę
‘Rataj’ do paszowych. Największy wpływ na końcową ocenę miała ekstraktywność.
W ziarnie jęczmienia typowych odmian browarnych przekroczenie ustalonej zawartości
białka ogółem w zasadniczy sposób pogarsza ekstraktywność słodów [Klockiewicz-Kamińska 1998]. W przerobie ziarna jęczmienia nagiego zjawisko to jest mniej wyraźne. Prawdopodobnie brak łuski jest przyczyną nie tylko normalnej w tym układzie poprawy ekstraktywności słodów, ale i innego mechanizmu pobierania wody w trakcie
moczenia ziarna, co może powodować inne niż w ziarnie oplewionym kierunki przepływu wody. W związku z tym przemiany enzymatyczne bielma jęczmienia nagiego
w trakcie słodowania mogą być inne. Ze względu na nieodpowiednie wartości liczby
Kolbacha i ostatecznego stopnia odfermentowania, wykorzystywanie ziarna tej odmiany
do produkcji słodów wiązałoby się z dużym ryzykiem. Wydaje się, że duża ekstraktywność słodów z ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ nie idzie w parze ze składem
brzeczki umożliwiającym dobry stopień ich ostatecznego odfermentowania. Określenie
stopnia hydrolizy enzymatycznej węglowodanów bielma w słodach wyprodukowanych z ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ wymaga dalszych badań. Pełniejsze
Technologia Alimentaria 2(1) 2003
O,45
75 (50+25)
O,45
O,45
50
O,45
O,45
25
125 (100+25)
O,45
0
100 (75+25)
3,15
125 (100+25)
O,45
4,05
100 (75+25)
100 (50+50)
4,05
2,70
100 (50+50)
4,05
50
75 (50+25)
4,05
4,05
25
1,00
1,00
0,75
1,00
2,00
2.25
2,00
2,25
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
wskaźnik q
index q
wskaźnik q
index q
0
Poziomy nawożenia
azotem
Doses N
kg N/ha
Lepkość brzeczki
Wort viscosity
mPa.s
Ekstraktywność
słodu
Malt extractivity
%
wskaźnik q
index q
Liczba
Kolbacha
Kolbach Index
%
1,35
1,20
1,35
1,35
0,15
0,90
0,15
Odmiana Rataj – Cultivar Rataj
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,9
0,9
0,9
0,9
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,2
Odmiana Rastik – Cultivar Rastik
wskaźnik q
index q
Stopień ostatecznego
odfermentowania
Apparent final
attenuation
%
0,25
0,20
O,30
0,10
0,10
0,15
0,35
0,40
0,25
0,40
0,25
0,25
0,35
0,20
wskaźnik q
index q
Siła diastatyczna,
j.WK
Diastatic Power,
u.W-K
3,95
3,75
3,75
3,80
2,80
3,85
3,05
6,05
6,05
4,85
6,05
6,05
6,15
6,10
Wskaźnik
Quality index
Q
C
C
C
C
C
C
C
A
A
C
A
A
A
A
Grupa jakości
Quality group
Tabela 6. Wpływ nawożenia azotem na wartość browarną ziarna jęczmienia odmian ‘Rastik’ i ‘Rataj’ określoną metodą Molina-Cano
Table 6. Effect of nitrogen fertilization on the brewing value of barley grains of ‘Rastik’ and ‘Rataj’ varieties determined by Molina-Cano method
72
J. Błażewicz, M. Liszewski
Acta Sci. Pol.
Ziarno jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ ...
73
wnioski, dotyczące wartości technologicznej ziarna jęczmienia nagiego oraz otrzymanych z niego słodów i brzeczek, będą możliwe po przebadaniu ziarna pochodzącego
z innych sezonów wegetacyjnych.
WNIOSKI
1. Zwiększenie nawożenia azotem z 25 do 75 (50+25) kg/ha wpłynęło istotnie na
wzrost liczby kłosów na metr kwadratowy, przy równoczesnym zmniejszeniu liczby
ziarniaków oraz masy ziarna z kłosa. Wzrost dawki azotu z 25 do 100 (75+25) kg/ha
spowodował istotne zwiększenie plonu ziarna jęczmienia obu odmian.
2. Przekroczenie dawki 50 kg N/ha powodowało zmniejszenie procentowego udziału ziarna celnego (wykorzystywanego w słodownictwie) w plonie ziarna odmiany ‘Rastik’.
3. Słody wyprodukowane z ziarna jęczmienia nagiego odmiany ‘Rastik’ charakteryzują się bardzo dobrą ekstraktywnością i dobrą siłą diastatyczną, a brzeczki poprawną
lepkością i zbyt małą liczbą Kolbacha oraz nieodpowiednim stopniem ostatecznego
odfermentowania.
4. Ponadnormatywna zawartość białka ogółem w słodzie otrzymanym z ziarna
jęczmienia nagiego wynosząca 12,3-14,5% nie powodowała zasadniczego pogorszenia
cech brzeczek.
PIŚMIENNICTWO
Analytica – EBC., 1998. Verlag Hans Carl Getranke – Fachverlag, Nurnberg.
Antkiewicz P., 1988. Triticale in malting. Acta Aliment. Pol. 2, 91-97.
Brudzyński A., Rogiński H., 1969. Comparative studies of kilned and freeze-dried malts.
J. Inst. Brewing 75, 5, 472-476.
Błażewicz J., 1993. Estimation of the usability of Triticale malts in brewing industry. Pol. J. Food
Nutr. Sci. 2/43, 1, 39-45.
Błażewicz J., Liszewski M., 2001. Wpływ nawożenia azotem na wartość browarną ziarna jęczmienia odmian Rudzik i Brenda Cz. 2. Zesz. Nauk. AR Wroc., Technol. Żyw. 14, 407, 101-107.
Błażewicz J., Musiał D., 2001. Syrop skrobiowy Maltil [EHM] jako dodatek niesłodowany
w piwowarstwie. VI Szkoła Technologii Fermentacji, Szczyrk, 248-252.
Błażewicz J., Musiał D., 2002. Substytucja słodu przy produkcji brzeczki. VII Szkoła Technologii
Fermentacji, Łódź, 77-89.
Creydt G., Mietła B., Rath F., Annemüller G.,Schildbach R., Tuszyński T., 1999. Triticale und
Triticale-Malze–Orientirende Vermälzung von Triticale. Brauwissenschaft 7/8, 126-130.
Fatyga J., Chrzanowska-Drożdż B., Liszewski M., 1995. Wysokość i jakość plonów jęczmienia
jarego pod wpływem różnych dawek azotu. Zesz. Nauk. AR Wroc., Roln. 65, 278, 29-36.
Foszczyńska B., 1997. Właściwości brzeczek otrzymanych ze słodów pszenżytnich przy zastosowaniu różnych parametrów zacierania. Zesz. Nauk. AR Wroc., Technol. Żyw. 319, 77-97.
Gołębiewski T., 1998. Jęczmień browarny – wymagania słodowni i aktualne problemy jego
uprawy. Przem. Ferm. 10, 26-30.
Jurek K., Błażewicz J., Urban M., 2001. Wpływ herbicydów na akumulację białka i skrobi
w ziarnie jęczmienia paszowego i browarnego. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość 2(27)
Supl., 72-80.
Technologia Alimentaria 2(1) 2003
J. Błażewicz, M. Liszewski
74
Klockiewicz-Kamińska E., 1998. Klasyfikacja jakościowa odmian jęczmienia browarnego
w polskiej ocenie odmian. Pam. Puław. Mater. Semin., 112, 93-103.
Kunze W., 1999. Technologia piwa i słodu. Piwochmiel Spółka z o.o.
Liszewski M., Szybiga K., 2002. Ocena efektywności trzech technologii produkcji nieoplewionej
odmiany jęczmienia jarego ‘Rastik’. Pam. Puław. 131, 15-24.
Molina-Cano J.L., 1987. The EBC Barley and Malt Committee Index for the evaluation of
malting quality in barley and use in breeding. Plant Breeding 98, 249-256.
Słaboński A., 1985. Jęczmień ozimy i jary. PWRiL Warszawa.
Spychaj R., Sowa H., Gil Z., Liszewski M., 2002. Wpływ technologii uprawy i terminu zbioru na
wybrane wyróżniki wartości żywieniowej ziarna jęczmienia jarego nieoplewionego i oplewionego. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość 3(32) Supl., 179-189.
THE GRAIN OF NAKED BARLEY OF ‘RASTIK’ CULTIVAR AS A RAW
MATERIAL FOR MALTS OF PILZNEN TYPE PRODUCTION
Abstract. It has been stated that increasing of nitrogen fertilization from 25 to 100 kg
N/ha caused the increase of yield but dose of over 50 kg N/ha decreased the share of well
filled grains in the yield. Malts of pilznen type produced from naked grain of ‘Rastik’ barley cultivar are characterized by suitable extract content and germination energy and
worts by good viscosity, but not suitable total attenuation of worts and too low Kolbach
number.
Key words: nitrogen fertilization, barley, grain, malt, wort
Józef Błażewicz, Katedra Technologii Rolnej i Przechowalnictwa, Akademia Rolnicza we Wrocławiu, ul. C.K. Norwida 25, 50-375 Wrocław
Marek Liszewski, Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Akademia Rolnicza we Wrocławiu,
ul. C.K. Norwida 25, 50-375 Wrocław
Acta Sci. Pol.